高考化学一轮复习 专题 无机化学工艺流程题的解题策略课件 新人教版

答案：(1)100℃、2h，90℃、5h (2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl24－＋2H2O (3)低于 40℃，TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超 过 40℃，双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2·xHபைடு நூலகம்O 转化反应速率 下降
K2Cr2O7↓＋2NaCl，其属于复分解反应。(5)该铬铁矿粉中
Cr2O3 的物质的量为m11×521g0·3mg×o4l0－%1 ，根据 Cr 元素守恒可求得
K2Cr2O7
的理论质量
m
0
＝
m1×103g×40% 152g·mol－1
×
2
9
4
g
·m
o
l
－
1
×
10－3kg·g－1＝14179m0 1kg，所以产品的产率为mm20×100%＝119407mm21× 100%。
(14)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤 物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。 (15)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗 涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 (16)蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸 发 AlCl3 溶液时为获得 AlCl3 需在 HCl 气流中进行。 (17)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如 氧气)，防止某物质被氧化。
回答下列问题： (1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当 铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为_______________。
(2)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl24－形式存在，写出相应反应的 离子方程式：__________。
(3)TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40min 所得实验结果 如下表所示：
②控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向 需要的方向移动。 ③趁热过滤。防止某物质降温时会析出，如除去 NaCl 中少量 KNO3 的方法是蒸发结晶、趁热过滤。 ④冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过 程中的溶解损耗。 2.识别流程图 化工流程中箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是生成物 (包括主产物和副产物)，返回的箭头一般是被“循环利用”的 物质。
(10)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时 间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀 完全。 (11)洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀， 待水自然流下后，重复操作 2～3 次。 (12)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液 于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉 淀洗涤干净。 (13)洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl， 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 K2Cr2O7 固体。冷却到______(填 标号)得到的 K2Cr2O7 固体产品最多。
a.80℃
b.60℃
c.40℃
d.10℃
步骤⑤的反应类型是_____________________。
(5)某工厂用 m1kg 铬铁矿粉(含 Cr2O340%)制备 K2Cr2O7，最终 得到产品 m2kg，产率为_____________________。 解 析 ： (1)1molFeO·Cr2O3 参 与 反 应 共 失 去 7mol 电 子 ， 而 1molNaNO3 参与反应得到 2mol 电子，根据得失电子守恒，二 者的系数比为 2∶7。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅 发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。(2)步骤①中生成的 氧化铁因不溶于水而进入滤渣 1，所以滤渣 1 中含量最多的金 属元素是 Fe。结合流程图可知，滤渣 2 的主要成分是氢氧化铝
注：提高矿石浸出率的方法为①加热升温；②将矿石研成粉末； ③搅拌；④适当增大酸的浓度。 (2)常用的控制反应条件的方法 ①调节溶液的 pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 调节 pH 所需的物质一般应满足两点： a.能与 H＋反应，使溶液 pH 增大；b.不引入新杂质。 例如：若要除去 Cu2＋中混有的 Fe3＋，可加入 CuO、Cu(OH)2、 Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的 pH，不可加入 NaOH 溶液、 氨水等。
温度/℃
30 35 40 45 50
TiO2·xH2O 转化率/% 92 95 97 93 88 分析 40℃时 TiO2·xH2O 转化率最高的原因：_____________ _____________________________________________________。
(4)Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为＋4，其中过氧键的数目为_____。 (5)写出“高温煅烧②”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程 式：________________。
[突破策略] 1.粗读题干，挖掘图示 图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提 示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字， 尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推 什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、 大致流程和有什么提示等。 2.携带问题，精读信息 这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置 问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向 (“进入”与“流出”)、实验操作方法等。
解析：(1)从图像直接可以看出，铁的浸出率为 70%时对应的温 度、时间，符合温度升高，反应速率加快，值得注意的是，这 类填空题可能有多个合理答案。(2)考查离子方程式书写。难点 为生成物还有什么，钛酸亚铁中钛为＋4 价，铁为＋2 价，产 物有氯化亚铁，比较 FeTiO3 和 TiOCl24－知，产物中一定有 H2O。 值得注意的是钛酸亚铁与盐酸反应是非氧化还原反应。(3)联系 化学反应速率、双氧水和氨水性质分析转化率。这类问题要从 两个角度分析，即低于 40℃时，随着温度的升高，反应速率加 快；高于 40℃时，氨水挥发速率加快、双氧水分解速率加快，
(7)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小 的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会 以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。 (8)控制某反应的 pH 使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀， 调节 pH 所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等， 以避免引入新的杂质；沉淀时 pH 范围的确定：范围过小导致 某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 (9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低， 防止(如 H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。
3.跳跃思维，规范答题 答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答 出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四 段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有 什么变化→得出什么结论。 4.积累常考的答题模板 (1)除杂：除去……中的…… (2)干燥：除去……气体中的水蒸气，防止…… (3)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、 升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增 大气液或固液接触面积。
及含硅杂质。(3)滤液 2 中存在平衡：2CrO24－＋2H＋ Cr2O27－＋ H2O，氢离子浓度越大(pH 越小)，越有利于平衡正向移动，所 以步骤④应调节滤液 2 的 pH 使之变小。(4)根据题图，可知温
度越低，K2Cr2O7 的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，
故 d 项正确。步骤⑤中发生的反应为 Na2Cr2O7＋2KCl===
导致反应物浓度降低，结果转化率降低。(4)考查化学式与元素 化合价关系。锂元素在化合物中只有一种化合价(＋1)，化合物 中元素化合价代数和等于 0，过氧键中氧显－1 价，类似双氧水、 过氧化钠。如果能求出－1 价氧原子个数，就能求出过氧键数目， 即过氧键数目等于－1 价氧原子个数的一半。设 Li2Ti5O15 中－2 价、－1 价氧原子个数分别为 x、y。有x2＋x＋y＝y＝1522，解得 x＝7， y＝8。所以，过氧键数目为82＝4。(5)草酸中碳为＋3 价，高温 煅烧过程中铁的化合价降低，碳的化合价升高，有 CO2 生成。
(4)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是 有利于生成物生成的方向)移动。 (5)温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高 会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如 H2O2、NH4HCO3)、氧化(如 Na2SO3)或促进水解(如 AlCl3)等，影响产品的生成。 (6)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法： 蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、 热水洗、乙醇洗等)、干燥。
类型二 提纯类化工流程题 1.明确常用的提纯方法 (1)水溶法：除去可溶性杂质。 (2)酸溶法：除去碱性杂质。 (3)碱溶法：除去酸性杂质。 (4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。 (5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。 (6)调节溶液的 pH 法：如除去酸性溶液中的 Fe3＋等。
[专题训练] 1.(2017·高考全国卷Ⅲ，27，15 分)重铬酸钾是一种重要的化工 原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 FeO·Cr2O3， 还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
回答下列问题： (1)步骤①的主要反应为 FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3―高―温→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2 ＋NaNO2 上述反应配平后 FeO·Cr2O3 与 NaNO3 的系数比为________。 该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_______________________。 (2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是________________，滤渣 2 的主要成分是_____________及含硅杂质。 (3)步骤④调滤液 2 的 pH 使之变_____________(填“大”或 “小”)，原因是____________(用离子方程式表示)。